Kỹ thuật Spherification trong Công nghệ sản xuất hạt trân châu thủy tinh

Hạt trân châu thủy tinh là một trong những loại topping vô cùng quen thuộc trong món trà sữa. Bên ngoài được bao bọc bởi một lớp màng trong suốt, bên trong chứa các loại nước ép trái cây thơm ngon, khi cắn vào thì lớp vỏ bể ra đem lại cảm giác thích thú như thể có những quả bong bóng chứa nước nổ bên trong miệng. Vì thế mà nó mới có tên gọi là popping boba hay popball.

Vậy làm thế nào để bọc các loại nước ép bằng một lớp vỏ vừa mỏng vừa dai, lại vừa có thể ăn được? Chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu về một quá trình không thể thiếu trong sản xuất hạt trân châu thủy tinh, đó chính là Spherification.

Tìm hiểu về Spherification

Spherification là một trong những kỹ thuật của Ẩm thực phân tử (Molecular Gastronomy). Nó sử dụng phản ứng giữa natri alginate (chiết xuất từ tảo nâu) và muối của canxi, thường là canxi clorua hoặc canxi lactate để tạo thành canxi alginate, là một chất không tan trong nước, dạng gel, thường dùng để làm màng phủ ăn được, hoặc tạo thành lớp màng bao bọc trái cây rau củ chống lại sự oxy hóa của môi trường, hoặc để bao bọc các enzyme trong nuôi cấy mô và vi sinh.

Người ta thường dùng kỹ thuật này để tạo ra các loại hạt trân châu thủy tinh, các món tráng miệng hoặc giả trứng cá muối (caviar). Có hai phương pháp spherification:

• Basic spherification: Natri alginate được trộn chung với dịch ép, và được nhỏ vào bể chứa dung dịch canxi. Phương pháp này thường được sử dụng cho dịch ép không chứa canxi (như nước trái cây);
• Reverse spherification: Canxi clorua hoặc canxi lactate được trộn chung với dịch ép, và được nhỏ vào bể chứa dung dịch natri alginate. Phương pháp này được sử dụng cho dịch ép chứa canxi (như sữa, sữa chua) hoặc có nồng độ acid và cồn cao.

Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Spherification

Nồng độ của canxi và alginate

Nồng độ của ion canxi và alginate rất quan trọng đối với việc hình thành gel. Nếu canxi quá dư thừa sẽ làm quá trình tạo gel xảy ra quá nhanh, không tạo được các hình cầu hoàn hảo. Nếu nồng độ của alginate quá cao, dung dịch sẽ đặc làm cho quá trình nhỏ giọt diễn ra khó khăn, các quả cầu khó lắng xuống đáy hoặc lắng chậm, kéo đuôi dài. Nếu canxi và alginate trong dung dịch không đủ, lớp vỏ tạo ra sẽ mỏng và có nhiều điểm yếu, dễ vỡ hơn.

Lựa chọn loại muối canxi phù hợp

Để tạo thành dung dịch chứa ion canxi, điều cơ bản là muối canxi phải tan được trong nước, thường là canxi clorua, canxi lactate hoặc canxi gluconate lactate.

Phần trăm canxi trong mỗi muối cũng khác nhau: canxi clorua (36.1%), canxi lactate (18.4%), canxi gluconate lactate (9.3%). Từ đó chúng ta có thể suy ra cần bao nhiêu gam muối canxi để tạo được dung dịch có nồng độ ion Ca²⁺ nhất định và lựa chọn loại muối phù hợp.

Ngoài ra, các muối canxi cũng có tốc độ tạo gel khác nhau. Muối canxi clorua tạo gel nhanh nhất (cần ít nhất 100s để tạo gel), tiếp theo là canxi lactate (mất 500s) và canxi gluconate lactate (mất 3000s).

Nếu cần tăng năng suất bằng cách giảm thời gian ngâm dịch, canxi clorua là lựa chọn tốt nhất. Tuy nhiên canxi clorua mang lại vị đắng và mặn cho sản phẩm nếu sử dụng với nồng độ cao. Khi dùng phương pháp Basic spherification, người ta có thể khắc phục bằng cách rửa sạch các quả cầu để loại bỏ canxi clorua sau khi nhỏ giọt. Trong khi đó, canxi gluconate lactate có hương vị trung tính, thích hợp hơn khi dùng phương pháp Reverse spherification vì nó được trộn chung với dịch ép và không thể loại bỏ sau này.

pH

Như đã đề cập ở trên, quá trình tạo gel của alginate và canxi chỉ xảy ra tốt nhất ở pH từ 4 – 10. Dưới pH 3.6 gel alginate sẽ rất lỏng lẻo và dễ vỡ.

Tuy nhiên ở các pH khác nhau cũng có ảnh hưởng đến hình dạng hạt và độ căng của hạt cầu tạo thành. Nghiên cứu cho thấy rằng pH càng thấp càng làm cho hạt cầu có xu hướng dẹp và phẳng hơn, có thể do pH thấp thì độ nhớt và sức căng bề mặt thấp hơn.

Nhiệt độ

Nhiệt độ thường là yếu tố ít được chú ý khi thực hiện quá trình spherification. Tuy nhiên trong quá trình sử dụng, các hạt trân châu có thể được thêm vào các loại đồ uống nóng lạnh khác nhau, cũng như nhiệt độ môi trường và nơi bảo quản sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Trong sản xuất, thanh trùng các hạt trân châu cũng giúp giảm vi sinh vật, tăng thời gian bảo quản cho sản phẩm. Theo các nghiên cứu, khi nhiệt độ càng tăng (trên 80°C) sẽ càng làm tăng mức độ nứt gãy của gel và giảm kích thước hạt cầu, nguyên nhân có thể do hạt cầu bị mất nước và không giữ được cấu trúc và độ căng như ban đầu.

Video tạo hạt trân châu thuỷ tinh bằng kỹ thuật spherification:

Trúc Quyên | Tham khảo ScienceDirect